一、磷酸铁锂电池工作原理
磷酸铁锂电池（LiFePO₄）是一种以磷酸铁锂为正极材料、石墨为负极的锂离子电池。其核心工作原理围绕锂离子（Li⁺）在充放电过程中通过电解液和隔膜在正负极之间的定向迁移，以及电子的外部回路传导实现能量存储与释放。
充电过程：
锂离子脱嵌：充电时，正极材料磷酸铁锂（LiFePO₄）中的锂离子从晶格结构的[010]晶面脱离，进入电解液。
离子迁移：锂离子在电场作用下穿过聚合物隔膜，向负极迁移并嵌入石墨层状结构中。
电子补偿：正极释放的锂离子导致正极电位下降，电子通过外部电路从正极（铝箔集流体）流向负极（铜箔集流体），维持电荷平衡。此时，正极材料转化为磷酸铁（FePO₄）。
放电过程：
锂离子回嵌：放电时，锂离子从石墨负极脱出，经电解液和隔膜迁移回正极，重新嵌入磷酸铁的晶格中。
电子释放：电子通过外电路从负极返回正极，驱动外部设备工作。正极材料恢复为磷酸铁锂，完成能量输出循环。
关键特性：
电压特性：充电时单体电压升至3.5V后转为恒压模式，放电平台稳定在3.2V，截止电压为2.5-2.7V。
命名逻辑：因锂离子在正负极间"摇摆式"迁移而得名"摇椅电池"。
二、磷酸铁锂电池的结构特征
磷酸铁锂电池的核心优势源于其独特的材料体系与工艺设计：
正极材料
采用橄榄石结构的磷酸铁锂（LiFePO₄），具有稳定的晶格框架，允许锂离子快速脱嵌。
与钴酸锂、三元材料相比，铁-磷强共价键显著提升了热稳定性（耐受55℃高温）。
负极材料
石墨作为负极，通过层间空隙可逆嵌入锂离子，容量高且循环稳定性强。
电解液与隔膜
电解液为含锂盐（如LiPF₆）的有机溶液，提供离子传输介质。
隔膜采用微孔聚合物（如PE/PP），兼具离子导通性与电子绝缘性。
封装与安全设计
全极耳卷绕结构：采用圆柱形不锈钢外壳激光封口，正负极耳分置两端，加速热量扩散，避免局部过热。
四重安全保障：
防爆阀：内压超8kg时自动泄压，防止爆炸；
过流保护片：异常电流触发回路断开；
连续涂布工艺：极片无分切毛刺，减少内短路风险；
极片间隙控制：全自动卷绕技术确保极片紧密贴合，降低内阻。
性能参数
循环寿命：单体循环次数超2000次（远超传统铅酸电池的300-500次）；
能量密度：130-160Wh（低于三元锂但安全性更优）；
快速充放：支持1.5C大电流充放电，适应高功率场景。